Расчет пластинчатых теплообменников (ПТО)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Для расчета используется программа Danfoss Hexact.
Скачивается с оф. сайта Danfoss.
При первом запуске требует регистрацию.
После ввода осмысленных значений во все поля формы шлется запрос на сервер.
Ответ через несколько дней. Может быть...

Рассчитываем конденсатор теплового насоса:
Входные параметры (температуры) можно взять из программы coolselector2.
Как видно, площадь теплообменника сильно зависит от его габаритов.
Для низко теплообменника нужно больше пластин, а итоговая площадь меньше, чем у более высокого теплообменника.

Получается для 10 кВт ТН при теплообменнике B3-052 в "эко" режиме (обратка 30°), нужно - 44 платины (2 м2).


Берем режим экстремальных морозов - на обратке 50° - количество пластин увеличилось до 58, а площадь до 2.8 м2:

 

Расчет испарителя, нагрузку берем ниже на мощность компрессора итого - 7.5 кВт.
Программа предложила почему-то только один зеленый вариант B3-260B с восемью пластинами (1.4 м2):

Такой-же теплообменник как конденсатор не предлагает, да его даже в списке нет.
Есть модель с буквой Q.

Тут разницы между Q и без нее визуально не нашел.

С такой получается (обратка 30°) - 40 пластин и 2 м2:


В максимальном режиме (обратка 50°) - 52 пластины, 2.5 м2:

 

@vad711,
Твой оптимальный конденсатор, это в30-90 пластин. Т. е. 10 пластин на квт мощности конденсатора.
Эта формула верна для любого газа, начиная с 22 и ниже по давлению конденсации. Если в СО залита вода.
С 410 или гликолем в СО, есть варианты.

С испарителем всё гораздо сложнее и в разы дороже.

 

Не совсем так.
Достичь разницы между конденсацией и подачей в СО в 2.5 градуса на практике ещё надо постараться.
Изменение всего на 1 градус этой дельты приведут к совсем другим результатам, а точнее другой площади теплообменника.
Далее все как обычное - золотая середина.
График зависимости подачи от конденсации - гипербола. Всегда стремиться к нулю, но никогда не достигает.
На практике это значит, что увеличение теплообменника снижает эту разницу, но на определённом этапе стоимость дополнительных пластин пересиливает эффект от увеличения.

Ну по второй картинке.
В максимальные морозы, при нормальной СО (под нормальной понимается такая СО которая готова принять от источника тепла всю тепловую энергию и передать её в помещение) температура подачи не должна сильно вырастать, должно быть больше время работы машины. Если сильно растет температура подачи, значит СО не может отдать это тепло в помещение.
На практике, если даже растёт температура подачи, то у теплового насоса падает тепловая мощность (это и есть СОР), а площадь теплообменника остаётся прежней.
Расчёты необходимо вести с учётом этих особенностей.

 

Если тепреатура подачи жидкого фреона в ТРВ в 39 градусов, это означает, что конденсация 46градусов. При этой температуре и холодильная мощность скорее всего будет меньше.

 

По умолчанию Данфосс везде втыкает для испарителя дистрибьютор потока.
На 7.5 кВт он не нужен.
Так же как и для реверсивной машины, он мешать будет больше, чем помогать.

 

Поясните чем плох переразмерянный конденсатор? Например eco air NB538-50 для сплита 10000Btu на 410 газе теплоноситель вода.

 

В конденсаторе, халявном, нет проблем с сильно избыточной площадью.
При выборе за деньги, нужно совместить две вещи:
Доступный проток в СО - от этого зависит как эффективность работы ПТО, так и дельта по воде.
Больше дельта - нужно дольшее время контакта воды с теплообменником. Тут работает такое понятие, как термическая длина теплообменника. Это выражается как в бОльшей высоте теплообменника, так и в примененных пластинах. Пластины H, M, L типа имеют разное число "горбиков", путь воды самый длинный при пластинах Н типа, самый короткий L типа.
Второй момент - сопротивление протоку в ПТО, если гидравлическое сопротивление получается меньше 0.5 метра, эффективность теплообмена резко падает. Тут сложно - в какой-то системе отопления можно прокачать куб, в какой-то три куба воды. Это разница гидросопротивления в 10 раз.
Никакими дополнительными насосами, такую систему не прокачать. И это приходится учитывать в конденсаторе.

В общем, достаточно сложно подобрать универсальный конденсатор. Из всей серии в 14 и т. д., в52 и М пластины - дают лучший результат на 410 газе. в30, для менее плотных газов.
Основное отличие в30 - меньшее расстояние между пластинами. Это резко поднимает эффективность работы ПТО на газовом участке.
Но прокачать такой теплообменник гораздо дороже. Приходится увеличивать число пластин.

На мой взгляд, нужно считать СО на 3-4К, на теплопотери при средней за зиму температуре. Например у нас, это -5С. При работе на теплый пол, будет сказываться инерция. Т. е. эта мощность, с учетом солнышка днем, будет достаточной до -15С. Ну а дни, ниже -15, можно пересидеть и с дельтой 5-6К.
Этот расчет даст необходимый проток, этот проток закладываем в программу, и добиваемся сопротивления по воде 0.6-1м.
Если система уже готова, и прокачать её нереально...Есть смысл перебрать радиаторы и добавить, где-то запараллелить и т. д. Т. е. пытаться прокачать - деньги на ветер.

Вот отсюда и растут "уши" конденсатора. Ну а Данфоссу, с его 5К тепловым напором по умолчанию, продажи нужны. Нам же, эту "экономию" придется оплачивать из кармана...

 

Официально и массово в Россию Дафнос поставляет В3-052 с каналами Н. Остальные это заказные позиции. Но Китайцы могут всё
А вот теплообменники MPHE серии D62 значительно интереснее по протоку в СО.
Кстати для СО с большим гидравлическим сопротивлением проще использовать гидравлический разделитель. Представим, что потеря напора в СО - 2 м напора насоса, а потери на теплообменнике ТН - 1.5 метра, тогда при последовательных потерях в 3.5 метра циркуляционный насос может не обеспечить нужного объёма прокачки. Выбор насоса с большим напором не решит проблему, а только усугубит. При желании увеличить объём прокачки подняв давление на входе в систему - поимеем ещё большее гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление растёт в квадрате с ростом объёма прокачки. Правильнее будет разделить потери двумя насосами. Первый прокачивает гидр. разделитель (гидрострелку), второй - СО.
Кстати, так делает Штибель Эльтрон.

 

Бороться нужно с причиной, а не следствием.
Например, производителю, использовать два мелких конденсатора - вместо одного.
Это действие легко уменьшит возможные проблемы с прокачкой с 10 раз, до двух. Ибо позволяет использовать как последовательное, так и параллельное подключение. Грубо говоря, сводит в 0 проблемы с зажатыми СО.
Т. е. 2 конденсатора включаются последовательно по фреону и параллельно или последовательно по воде. Это правильное решение.

Как вы любите всё усложнять. Добавил десяток-другой пластин и избавился от проблем. И циркуль можно взять на 6-8м, вместо 10 метрового, и цена ниже, и потребление.
При слове гидрострелка, меня просто начинает трясти. Это удорожание СО абсолютно не оправдано. Тем более сейчас, в век инверторных технологий.
Элементарный шаровый кран, если не шевелить раз в год - закиснет намертво. Создаем себе проблемы...и успешно с ними боремся.
И да, отсутствие М пластин в продаже у Данфосса, это проблема Данфосса. Та же программа, всегда выбирает Н пластины...если гидропотери не прижать. Начинаешь проверять - М пластины выигрывают.
В общем, для теплового насоса, "лишние" 20% пластин - ну нифига не лишние. Хоть как крути - оправданы.

 

"Гидрострелка" - кусок ППР Рн10 диаметром 50мм и два ППР тройника. Цена - 500р.

 

А можно поставить низкий и "толстый" теплообменник, например В3-30, с прокачкой будет лучше, но с переохлаждением сложнее

 

Можно посчитать в рублях, сколько будет стоить гидрострелка на латунных шаровых с условием возможности замены без переварки трубы? пп50 перебор, хотя бы пп40 с правильными "дырами" в шарах?

Низкий и толстый, это в27.
В30 - совершенно из другой оперы. С переохлаждением всё будет нормально.
Рекомендую покрутить одновременно Кулпак и программу расчета - на предмет необходимости максимального переохлаждения. В подавляющем большинстве случаев, уменьшение переохлаждения компенсируется уменьшением температуры конденсации.

 

Часом гидрострелку с трёхходовым не путаете?
В гидравлическом разделителе нет шаров.
Это по своей сути бочка, но только маленькая.

 

Стрелки, без возможности перекрыть не бывает. Или второй мотор нужен, что равносильно.
В любом случае, это не выход из положения. тем более...добровольно зажимать проток.

Чтобы совсем было понятно:
Имеем проток 3 куба и дельту 4К, или 2 куба и дельту 6К.
Имеем теплый пол, условно 10вт на градус с квадрата поверхности.
Это средний тепловой напор 5К для снятия 50вт с квадратного метра с полов в помещение.
В первом случае - нужно подавать 32С, обратка 28С.
Во втором - подача 33, обратка 27.
Т. е. градус в СО, градус в ПТО. Уже 2К украли. И эти 2К, нужно считать применительно ко всей системе отопления. Иначе, какой смысл использовать 32, 40 трубу в СО? Ну а сколько можно сэкономить на геоконтуре, ориентируясь на 6К по гликолю?

Т. е. любой градус потерь нужно приравнивать к стоимости всей СО= геоконтур+ТН+ собственно система отопления в доме.
Взять просто так, и решить, что потерять градус выгоднее всего в ПТО...